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Automatisierung

Mobile Beladezelle mit integriertem Roboter

| Autor/ Redakteur: Ralf Högel / Victoria Sonnenberg

Wie einfach und gleichzeitig hochflexibel die automatische Beschickung von Werkzeugmaschinen sein kann, zeigt eine neue, mobile Beladezelle samt integriertem Roboter.

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Die schlanke Bauform der neuen Yaskawa-Roboter prädestiniert sie für Einsätze unter beengten Platzverhältnissen wie beim Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen.
Die schlanke Bauform der neuen Yaskawa-Roboter prädestiniert sie für Einsätze unter beengten Platzverhältnissen wie beim Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen.
(Bild: Yaskawa)

Bereits bei der Präsentation der neuen Zelle begeisterte das mobile System die Fachwelt. Die Idee hinter dieser soliden, fahrbaren Konstruktion ist so überzeugend, dass sich die Frage stellt: Warum mussten Anwender so lange auf eine solche Beladezelle warten, sind doch die verwendeten Komponenten alles andere als Weltraumtechnologie? Um eine Antwort ist Rile-Geschäftsführer Peter Radlsbeck nicht verlegen: „Mit unserer Beladezelle ist es wie mit anderen überzeugenden Dingen im Leben. Man denkt: Na klar, so und nicht anders geht´s. Bei näherer Betrachtung zeigt sich dann aber schnell, wie viel Know-how in den Detaillösungen eines vermeintlich einfachen Systems steckt. Wir haben in diese Zelle etwas mehr Entwicklungsarbeit investiert, aber das Ergebnis rechtfertigt den Aufwand.“

Rile übernimmt vieles in Eigenregie

Dennoch ist die Grundrezeptur einfach: Man nehme einen stabilen Grundrahmen, einen Drehtisch, der hauptzeitparallel manuell zu beladen ist, möglichst flexible Werkstückträger sowie einen hochleistungsfähigen, schlanken 6-Achs-Roboter und schon steht der Realisierung der Zelle nichts mehr im Wege. Und man übe Verzicht, wie Rile-Vertriebsleiter Michael Füller betont: „Wir haben uns beim Bau der Zelle auf das Wesentliche konzentriert und die Anzahl an Komponenten so weit wie möglich reduziert. Wir verzichten auf den Einsatz eines Vision-Systems, begrenzen die Verwendung von Sensoren und sonstiger Elektronik auf das Nötigste und gönnen noch nicht einmal dem Drehteller einen eigenen Antrieb. Diese Aufgabe haben wir dem Roboter übertragen. Mit diesem minimalistischen Prinzip erreichen wir eine Verfügbarkeit von annähernd 100 % und genau das schätzen unsere Kunden.“

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Stahlbau für die Beladezellen in eigen Regie

Für die Zuverlässigkeit sind natürlich auch die Verwendung hochwertiger Komponenten sowie eine hohe Fertigungstiefe maßgebend. Selbst den Stahlbau für die Beladezellen sowie den Schaltschrankbau übernimmt Rile in Eigenregie. „Dennoch bauen wir nicht alles selbst, den Roboter beispielsweise kaufen wir zu“, verrät Füller. Zum Einsatz kommen dann die neuen Sechsachser Motoman GP12 beziehungsweise bei höheren Traglastanforderungen der Motoman GP25 von Yaskawa.

Bewegungsfreiheit trotz beengten Platzverhältnissen

Diese neue Robotergeneration ist wie geschaffen für Einsätze an Werkzeugmaschinen. Dank ihrer sehr schlanken Bauweise und der innerhalb des Arms geführten Medienleitungen verfügen die Sechsachser auch unter extrem beengten Platzverhältnissen über eine ausgezeichnete Bewegungsfreiheit. Zudem ist das Handgelenk optimal gegen das Eindringen von Bearbeitungsrückständen sowie Kühlschmierstoffen geschützt. Und für hohe Verfügbarkeit sind die Yaskawa-Roboter ohnehin bekannt.

So sehr man die Beladezelle auf das Wesentliche reduziert hat, an guten Ideen wurde nicht gespart: Der Roboter ist auf einem geneigten, stabilen Sockel direkt an der Zelle montiert, was eine perfekte Arbeitsposition des Sechsachsers für das Be- und Entladen garantiert. Zudem bilden Roboter und Zelle eine komplette mobile Einheit, die sich einfach mit dem Hubwagen an jede beliebige CNC-Maschine andocken lässt. Über Referenzbohrungen im Hallenboden vor den jeweiligen Maschinen wird sichergestellt, dass die Beladezelle stets in der exakten Position angedockt ist. Diese einfache Lösung gewährleistet den Plug-&-play-Betrieb an jeder Werkzeugmaschine ohne immer wiederkehrendes Einmessen.

Beladezelle ohne Roboterkenntnisse bedienen

Trotz ihres Einstiegspreises von unter 100.000 Euro geht die Beladezelle mit einer hochwertigen Ausführung an den Start: Das fängt beim großzügig dimensionierten Beladeteller aus Edelstahl an, geht über einen Bereichsscanner, der einen Schutzzaun überflüssig macht, und endet bei einer modernen, bedienerfreundlichen Anlagenvisualisierung, die auf der jüngsten Robotersteuerung YRC1000 von Yaskawa aufsetzt. „Die Beladezelle kann nach kurzer Einlernzeit auch von Personal ohne Roboterkenntnis ganz einfach über Touchscreen bedient werden. Das gilt auch für das Einlernen von Neuteilen, bei denen der Bediener Schritt für Schritt durch ein selbsterklärendes Menü geführt wird. So die Werkzeugmaschine über ein Bussystem verfügt, lassen sich sogar deren Parameter über die Visualisierung darstellen. Einfacher kann die Anlagenbedienung heute nicht sein“, verspricht Füller.

Zelle benötigt wenig Platz

Weiterer großer Vorteil der Zelle: Sie kommt mit einem Minimum an Platzbedarf aus. Mit ihren Dimensionen von 1600 mm × 1500 mm × 2400 mm findet sich auch unter beengten Raumverhältnissen ein geeigneter Aufstellplatz. Obgleich die mobile Zelle als Standardsystem gedacht ist, nimmt Rile auf Kundenwunsch auch Modifikationen an der Konzeption vor, indem man beispielsweise nachgelagerte Prozesse wie Beschriften, Entgraten und dergleichen mehr integriert. Mit den zwei neuen Yaskawa-Robotern GP12 und GP25 stehen die idealen Sechsachser mit Traglasten von 12 beziehungsweise 25 kg und Reichweiten von 1440 und 1730 mm für die Übernahme von Zusatzaufgaben bereit.

In puncto Wirtschaftlichkeit verspricht Rile kurze Amortisationszeiten – je nach Aufgabenspektrum von deutlich unter einem Jahr. Bei der in Anbetracht der gebotenen Qualität durchaus überschaubaren Investitionssumme ein vorstellbarer Wert, sind doch die Verbesserungspotenziale in Bezug auf einen autonomen Betrieb der Werkzeugmaschinen beachtlich. Das macht den Einsatz der mobilen Beladezelle für den Einmannbetrieb genauso interessant wie für den Konzern. Um die Integration der Zelle vor Ort beim Anwender so einfach wie möglich zu gestalten, klärt der Anbieter die Schnittstellenthematik mechanisch wie elektrisch bereits in der Angebotsphase und sorgt bei Bedarf auch für die erforderliche CE-Kennzeichnung. Einer schnellen Inbetriebnahme steht damit nichts im Wege.

* Dipl.-Ing. Ralf Högel ist Inhaber der Agentur IKH – Industrie Kommunikation Högel in Stadtbergen. Weitere Informationen: Yaskawa Europe in 85391 Allershausen, Tel. (0 81 66) 90-0, robotics@yaskawa.eu.com, www.yaskawa.eu.com

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